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随着我国交通事业深入全面地发展,钢管混凝土拱桥将会在我国得到更广泛的应用,已建的大批桥梁面临着日常管养和状态评估等问题,本文基于结构计算和荷载试验的方法对丫髻沙特大桥进行了状态评估,首先测试了桥面系及主拱在试验荷载作用下的响应,进而对纵横梁连接部位进行有限元分析,并对大桥结构整体受力特点及行车舒适度进行了研究,最后在对大桥状态评估的基础上对桥面系加固与改造技术进行了探讨,得出了一些主要结论:
(1)桥面系纵横梁连接部位横梁腹板焊缝开裂属于钢梁腹板小间隙面外变形疲劳问题,实测结果及理论计算分析表明钢纵梁参与了桥面系的整体受力,荷载作用下导致纵横梁连接处横梁腹板产生往复的面外变形,令连接部位产生较高的应力幅,同时超载车又强化了这种作用,导致了纵横梁连接部位出现了疲劳开裂。
(2)大桥静力有限元分析表明使用状态下拱肋内力及结构位移受抗压刚度影响较大,抗压刚度取值低时相应拱肋内力及位移反应会增大。丫髻沙特大桥实测结果表明在正常使用状态下钢与混凝土各自刚度并未全面的贡献到拱肋组合截面,结构实际抗压刚度接近但稍低于按JCJ01-89规程规定取值结果。
(3)大桥动力有限元分析表明桥面系的刚度对桥梁结构整体刚度贡献不大,桥梁结构的竖向频率较大程度上依赖于拱肋刚度,以振动速度和加速度为动力参数进行行车舒适度评价可以较好地反映大桥在行车荷载作用下的振动情况和振感。
(4)采用增设大纵梁、释放小纵梁与钢横梁腹板轴向约束的桥面系改造方案后纵横梁连接部位应力较为匀顺,受力满足要求,同时提高了桥面系结构的抗力。